小丽手里有一个标有“3.8V”字样小灯泡,她想知道小灯泡正常工作时的电阻,于是在学校实验室找来一些器材连接了如图甲所示的实验电路,电源电压恒定不变。
(1)闭合开关前,老师发现小丽连接的电路有导线没有连接,请你在图甲中用笔画线代替导线,将图中的实物电路连接完整。
(2)闭合开关,移动滑动变阻器滑片,她发现灯泡始终不亮,电流表有示数,电压表无示数,其故障原因可能是 。
(3)故障排除后,调节滑动变阻器使小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,小灯泡正常工作时的电 Ω.考虑到两电表并不是理想电表(电压表电阻不是无穷大、电流表有内阻),小亮所测的小灯泡的电阻偏 (选填“大”或“小”)。
(4)完成上述实验后,小丽向老师要了一个已知阻值为R0的定值电阻和一个单刀双掷开关,借助部分现有的实验器材,设计了如图丙所示的实验电路,测出了小灯泡的额定功率,请你帮她完成下列实验步骤:
①连接好实验电路,闭合开关S1,将开关S2拨到触点 (选填“1”或“2”),移动滑片,使电压表的示数为 V。
②保持滑片的位置不动,再将开关S2拨到触点 (选填“1”或“2”),读出电压表的示数为U。
③小灯泡额定功率的表达式为P额= (用已知量和测量表示)。
解:(1)灯的额定电压为3.8V,故电压表选用大量程与灯并联,测小灯泡电阻的实验中,应将滑动变阻器应一上一下串联入电路中,如下所示:
(2)闭合开关,移动滑动变阻器滑片,电流表有示数,说明电路是通路,灯泡始终不亮,电压表无示数,说明电压表(灯泡)并联部分短路,即灯泡短路(或电压表短路);
(3)灯泡正常发光时的电压为3.8V,电流表示数为0.38A,由欧姆定律可得,则灯泡的电阻:
R==10Ω;
(4)①根据电路图连接电路,闭合开关S1、S2接2,调节滑动变阻器,使电压表示数为3.8V。
②保持滑动变阻器滑片位置不变,S2接1,读出电压表示数U。
③在②中,电压表测灯与电阻的电压,因各电阻的大小和电压大小不变,根据串联电路的规律和欧姆定律,
通过灯泡的电流:
I=I0==,
灯泡额定功率:
P=U额I=3.8V×。
故答案为:(1)如上;
(2)灯泡短路(或电压表短路);
(3)10;小;
(4)①2;3.8;②1;3.8V×。